JPH0120913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シート用クツシヨン材の予備成形方
法およびその装置に関するものである。詳しく述
べると、立体カールを有する合成繊維フイラメン
ト集合体からなる座席用等に使用されるクツシヨ
ン材の予備成形方法およびその装置に関するもの
である。

立体カールを有するフイラメントを所定の寸法
にカツトして製綿したのち、解綿しながら所定形
状に圧縮成形し、接着剤でフイラメント相互の接
触点を結合したクツシヨン材は、反撥弾性が大き
くかつ通気性があり、クツシヨン性に優れている
ことを本発明者はさきに見出した（特開昭52−
152573号）。また、製綿された立体カールを有す
る合成繊維フイラメント集合体のフイラメント相
互の各接触点が接着剤で結合された構成のクツシ
ヨン材であつて、該クツシヨン材のフイラメント
のカール形状が部分的に方向性を有してそれぞれ
伸縮変形して成形される種々の形状の該カールフ
イラメントの部分的に密に絡合う部分を荷重強さ
を出そうとする方向に形成させ、かつ該絡み合い
部を所要荷重強さに応じて分布させてなるフイラ
メントロツク材がさらに優れた効果を有すること
も、本発明者はさきに見出した（特開昭54−
138669号）。

これらのクツシヨン材は、製綿された立体カー
ルフイラメントをエンドレスベルトおよび／また
はローラまたはその他の手段により圧縮して所定
の嵩密度を有するフイラメント集合体ブロツクに
成形し、この成形体にバーブを備えた針により所
定の針密度となるようにニードリングを施したの
ち、あるいはラビングを施したのちもしくはこれ
らを施さずに、ほぼ水平方向に走行するエンドレ
スベルト上のフイラメント成形体にその上部より
接着剤液を噴霧するか、あるいはフイラメント成
形体を接着剤液に浸漬したのち該液より引上げ、
ほぼ水平方向に走行するエンドレスベルト上で加
熱乾燥することにより製造されている。

しかしながら、このような方法はベツド用クツ
シヨン材等のようにクツシヨン性（硬度）および
厚さが均一でつ長方形ものを連続的に製造するの
には好適であが、例えば自動車シート用クツシヨ
ン材のように上下非対称形で凹凸部があり、硬度
分布が部分的に異なるクツシヨン材の製造には適
用が困難であるという欠点があつた。例えば第１
図に示すような形状のシート用クツシヨン材１を
製造する場合、その表面形状はこれに合致するよ
うな成形用型をエンドレスベルト上に取付け、こ
の面が下方になるようにすれば成形可能ではある
が下部の凹没構造２を機械的な方法で自動的に形
成させることは極めて困難である。また、第２図
に示すように、たとえシート用クツシヨン材３と
して最終形状には凹没構造はなくても、最終製品
として中央部４の硬度を低くしかつ周縁部５の硬
度を高くしようとすれば、この周縁部５における
立体カールフイラメントの圧縮比率を高める必要
があるので、そのためには第３図に示すように圧
縮比率が小さくてよい中央部は厚みを薄くして凹
没部６を形成させ、一方圧縮比率を高する必要が
ある周縁部は厚みを厚くしておかなければならな
い。しかしながら、立体カールフイラメント短繊
維集合体は綿状のふわふわしたものであるので剛
体で押圧すれば圧縮されてその部分の嵩密度が変
化してしまうので、前記のごとき形状をその嵩密
度を変化させずに機械的方法により自動的に形成
させることは極めて困難であつた。

したがつて、本発明の目的は、自動車シート用
クツシヨン材のごとき非対称の複雑な形状でかつ
部分的に硬度も異なり得るクツシヨン材の予備成
形方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、このような予備成形物を製造する装置を提供
することにある。

これらの諸目的は、立体カールを有するフイラ
メント短繊維の集合体を搬送装置に供給し、該搬
送装置を移動させながら、多数の針状物を立設し
てなる回転体を回転ささせ、前記針状物をフイラ
メント短繊維集合体に接触させて所定部分を掻取
ることにより所定の形状に成形することを特徴と
するシート用クツシヨン材の予備成形方法によつ
て達成される。このような予備成形方法は、立体
カールを有するフイラメント短繊維集合体の搬送
装置と、該搬送装置上に設けられかつ多数の針状
物を立設してなる回転体よりなる掻取装置とを設
けてなるシート用クツシヨン材の予備成形装置に
より行なわれる。

本発明において使用される合成繊維としては、
ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン等が
あるが、ポリエステルが最も好ましい。その太さ
はモノフイラメントとして30〜2000デニール、好
ましくは50〜1000デニール、最も好ましくは100
〜600デニールで立体カールを有するフイラメン
トである。ここで立体カールとは、二方向性およ
び三方向性カール等広義の立体カールを意味する
が、好ましくは三方向性立体カールフイラメント
であり、例えば同一発明者により特開昭52−
144448号公報に開示されている方法および装置に
より第４図に示すような二重撚りフイラメントＤ
をつくり、ついで所定の寸法に切断しかつ解撚し
て第５図に示すような三方向性立体カールフイラ
メントＦが得られる。製綿後のフイラメントの長
さは５〜200mmが好ましく、特に60〜150mmが好ま
しい。かくして、該フイラメントの部分は、ａ部
においてｂ部を超えてコイルし、ｃの部分はｄの
部分を超えてコイルする。しかしながら、ｅの部
分はｆの部分を超えてコイルするのではなくその
下にコイルする。かくして、ｅからｄのフイラメ
ントのセクシヨンはらせんの二つの絡みないしコ
イルにある。これは正しくは無方向性らせんとも
呼ばれ得るものであり、またそのコイルの一が他
に対し無方向性になつた時は調子が悪くなつたら
せん状の電話コードに非常に似ている。

以下、図面に基づいて本発明によるクツシヨン
材の予備成形方法の一実施例を説明する。

本発明による装置は、第６〜７図に示すように
主としてつぎのものから構成されている。すなわ
ち、予備成形装置１０および必要により設けられ
フイラメント短繊維供給装置１１である。まず、
予備成形装置１０は、第７図に示すように、主と
してフイラメント短繊維搬送装置１２と掻取装置
１３とより成るものである。搬送装置１２は、例
えばスプロケツト１４，１５間に張設されたチエ
イン１６間に設けられたエンドレスベルト（例え
ばすのこ状エンドレスベルト）あるいは通常のエ
ンドレスベルト上に予備成形しようとする成形体
の一面に相当する形状（例えば第１図に示すよう
な成形体を予備成形しようとする場合には、その
表面に相当する形状）を形成させたもの（成形用
下型）よりなり、前記スプロケツトのうち、いず
れか一つ（例えばスプロケツト１４）はプーリ１
７によりベルト（またはチエイン）１８を介して
変速機１９のプーリ２０に連動している。しかし
て、変速機１９の別のプーリ２１はベルト（また
はチエイン）２２を介してモータ２３に連動する
ように構成されている。

掻取装置１３は、前記搬送装置１２の上に設け
られている。例えば、第７図に示すように、搬送
装置１２の水平フレーム２４上に突設された垂直
フレーム２５の内側には回転体保持具２６が摺動
自在に挿入されている。この回転体保持具２６の
上部両端は、ワイヤ２７の一端と連結され、この
ワイヤ２７は前記垂直フレーム２５の上端に固定
されている滑車２８より懸吊されたもので、その
他端は錘２９に連結されているため、その重力に
より前記回転体保持具２５は、常に上方に持上げ
られるようになつている。また、回転体保持具２
５の側部には必要により回転子３０が設けられ、
これにより垂直フレーム２５内面を平滑に上下動
することが容易となる。さらに、回転体保持具２
５には、軸受３１に回転自在に支承されたシヤフ
ト３２に回転体３３が固定されており、このシヤ
フト３２は同軸的に取付けられているプーリ３４
によりベルト３５を介して動力源（例えばモー
タ、変速機等）３６に連動している。しかして、
回転体３３の外面は、後述するように多数の針状
物が立設されている。一方、垂直フレーム２５に
は、前記回転体保持具２６の上部位置で、垂直フ
レーム２５に固定された軸受３７に回転自在に支
承されたシヤフト３８にカム板３９が固着され、
そのカム面は前記回転体保持具２６の頂部に突設
されたステー４０に回転自在に軸着されている回
転子４１と常に接している。また、回転体３３の
後方には、吸引装置（図示せず）に連通した吸引
ダクト４２が設けられている。

回転体３３の外面に多数立設されている針状物
としては種々あるが、一例を挙げると、例えば針
布、メタリツク、テイカイン（横打針）、ポーキ
ユパイン等がある。針布とは、第８〜９図に示す
ように、綿布、麻布、ゴムシート、皮革等を適当
に接着積層してなる基層４３に、直径約0.2〜２
mm、好ましくは0.2〜１mmの金属針４４を適当な
密度で植設したものであり、第８図に示すように
直線状のものの他に、第９図に示すようにく字状
のものや、その他種々の形状のものがある。針４
４の長さは、基層４３の表面から通常１〜30mmで
あり、好ましくは２〜15mmであり、また針の植設
密度は25〜600本／in²、好ましくは36〜400本／
in²である。回転体３３に針布を取付けたときの
回転体外周接線に対する針４４の角度は、針の長
さおよび植設密度により異るが、回転逆方向から
いつて、直線状針の場合で通常45〜100゜であり、
好ましくは70〜90゜である。メタリツクは、第１
０図に示すような歯間隔約５〜20mm、好ましくは
７〜15mmの金属製鋸歯状帯４５を、回転体３３の
表面に円周方向に密に巻付けてなるものであつ
て、鋸歯４６の高さは１〜５mmであり、鋸歯間隔
は５〜20個／inである。また第１１図に示すよう
に基板４７に多数の針４８を突設し、その針４８
の高さが約５mmでありかつ間隔が１〜10本／inで
あるものや第１２図に示すように、繊維補強ゴム
基板６５に多数の歯６６を突設したものも使用で
きる。テイカインは、第１３図に示すように帯状
基板６７を切起して歯６８を形成させたものであ
り、前記回転体３３の表面に円周方向に密に巻付
けて使用される。

回転体３３の形状は、掻取られるべき成形体の
凹没形状に応じて任意のものが選ばれ、円筒状、
樽状、算盤玉状、球状、玉子状、瓢箪状等があ
る。また、これらの形状の回転体を使用する場合
でも、針の長さおよび植設密度は必ずしも均一で
ある必要はなく、部分的にこれらを変えてもよ
い。また、回転体３３は必ずしも１個である必要
はなく、所望の形状に応じて複数使用することも
できる。また、前記のようにして予備成形された
ものに、さらに別の回転体（図示せず）を用いて
別の溝を形成させることもできる。さらに、掻取
られるべき凹没構造が深さ一定の溝状等である場
合には、回転体保持具２６はカム板３９を用いて
上下動させる必要はなく、固定式でもよい。

フイラメント短繊維の供給装置１１は、例えば
第６図に示すように、ほぼ垂直方向の開口を有す
るフイラメント供給口４９よりなり、この供給口
４９の開口面積S₁は全域において同一である。こ
の供給口４９の下部にはエンドレスコンベヤ５
０，５１および平行に相対するガイドプレート
（図示せず）が設けられ、エンドレスコンベヤ５
０，５１の上部はテーパ部５２を形成し、またそ
の下部は互いに平行に形成され、圧縮部５３をな
している。前記テーパ部５２の上端開口部は前記
供給口４９の下端開口部に連通している。このエ
ンドレスコンベヤはゴムベルトでもよいがキヤタ
ピラーでもよい。また、多数のローラを密に連続
して設けたものでもよい。この圧縮部５３の上端
は供給口４９の下端と連通しているので、その上
部はほぼ垂直に形成されているが、下部は水平に
形成させてもよい。これらのエンドレスコンベヤ
５０，５１は動力源（図示せず）に連結されたス
プロケツト５４，５５，５６，５７により下方
（矢印方向）に運動する。しかして、この圧縮部
５３においてフイラメント短繊維集合体Ｆが通過
する開口部、特に最端部における開口部またはそ
れに引続いて設けられるローラ（図示せず）とエ
ンドレスコンベヤ５０，５１との間の開口部の面
積S₂は、前記供給口４９における開口面積S₁より
小さいことが必要である。上記供給口４９の上部
には、解綿機５８、コンベヤ５９等が接続して設
けられている。また、フイラメントの供給手段と
してはカード（図示せず）を用いてウエブを形成
したのち、これを積層してもよい。なお、供給口
４９に供給されるフイラメントの高さは、光電
管、発光ダイオード−フオトトランジスタ等の検
出器６０ａ，６０ｂ，６０ｃを備えたレベル制御
装置（図示せず）により自動的に制御することが
できる。またフイラメントの圧縮成形装置は上記
のものに限られるものではなく、水平に設けられ
たエンドレスベルト上に所定の厚みにフイラメン
トを供給してもよい。

つぎに、上記装置を用いてシート用クツシヨン
材を予備成形する方法について述べる。第２図に
示すように太デニールの立体カールを有する合成
繊維フイラメントの短繊維Ｆを第６〜７図に示す
ようにベルトコンベヤ５９等の搬送装置を用いて
解綿機５８に送り風圧等により出口６１から供給
口４９に供給する。供給されたフイラメントＦ
は、供給口４９の下部に次第に堆積するとともに
圧縮部５３にまで達する。エンドレスコンベヤ５
０，５１の作動により搬送されるフイラメント集
合体Ｆは、圧縮部５３内を通過する間に、前記供
給口４９の開口面積S₁と圧縮部５３の開口面積S₂
との比S₁／S₂＞１の関係により所定の圧縮比（嵩
密度）にまで圧縮される。なお、供給口４９にお
けるフイラメントＦの堆積高さとエンドレスコン
ベヤ５０，５１の送り速度も圧縮されたフイラメ
ント集合体Ｆの嵩密度に影響するので、検出器６
０ａ，６０ｂ，６０ｃによりその堆積高さを検出
してフイラメントＦの供給速度およびエンドレス
コンベヤ５０，５１の送り速度を制御する。

一方、モータ２３の動力は変速機１９により所
定の回転数に変速されたのち、ベルト１８により
プーリ１７に伝達され、その回転力によりスプロ
ケツト１４を回転させ、搬送装置１２のエンドレ
スベルト１６を移動させる。かくして、前記フイ
ラメント集合体Ｆを掻取装置１３内に通過させ、
モータ３６よりベルト３５により伝達される動力
により回転する回転体３３の外表面の針状物によ
り必要部分が掻取られ、掻取られたフイラメント
は吸引ダクト４２により吸引除去される。このと
きの回転体の周速は150〜2000ｍ／分であり、好
ましくは400〜1500ｍ／分である。しかして、回
転体保持具２６は、ワイヤ２７の一端に取付けら
れている錘２９のために常に上方へ引張られてい
るが、その頂部に取付けられている回転子４１が
カム板３９に押圧されているので、これによりそ
の位置が規制されている。しかるに、このカム板
３９は、プーリ６３よりベルト６４によりプーリ
６２に伝達する動力により回転しているので、そ
の回転に伴なつて回転体３３の高さが決まるの
で、その高低により必要な凹没がフイラメント集
合体Ｆに形成される。なお、回転体保持具２６の
位置は錘２９を用いる代りにばねによつて付勢さ
せてもよい。

このようにして予備成形されたフイラメント集
合体Ｆは、必要によりさらにラビング装置を通過
させてバー等によりもみ込を行なつて所定の嵩密
度にする。このようにして予備成形されたフイラ
メント集合体は、通常0.002〜0.2ｇ／cm³、好まし
くは0.05〜0.5ｇ／cm³の嵩密度を有している。

このようにして予備成形されたフイラメント集
合体成形体Ｆは特願昭53−163086号（特公昭62−
44057号）に記載されているような方法で搬送装
置により搬送されて接着剤液槽内の接着剤液内に
浸漬したのち、他の搬送装置により垂直方向ない
しほぼ垂直方向に引上げる。そのときに液の表面
張力である程度たれをきることができる。その間
に、フイラメント成形体Ｆに付着した余分の接着
剤は成形体内を流下する。ついで、高周波誘電加
熱装置を通過させて極めて短時間で付着している
接着剤の水分または溶媒を蒸発させると同時にそ
の時の熱である程度硬化させてフイラメント相互
の各接触点を結合させる。さらに搬送装置で移動
させたのち、得られるフイラメントロツク材を所
定の寸法に切断する。なお、垂直方向にフイラメ
ント成形体Ｆを引上げる際に、該成形体がちぎれ
る恐れがある場合には、浸漬処理前に水平に走行
する成形体に少量の接着剤液を噴霧乾燥して仮接
着を行なつてもよい。

代表的な接着剤は、スチレン−ブタジエンゴ
ム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロ
プレンゴム、ウレタンゴム等のごとき合成ゴム、
天然ゴム、酢酸ビニル系接着剤、酢酸セル暦ロー
ズ系接着剤、アクリル系接着剤等があり、ラテツ
クス、エマルジヨン、溶液等の形、好ましくはラ
テツクスまたはエマルジヨンの形で使用される。
なお、接着剤塗布量は固形分基準で通常10〜300
ｇ／100ｇ−フイラメント、好ましくは50〜250
ｇ／100ｇ−フイラメントである。

接着剤を塗布したフイラメント集合体Ｆは、加
熱装置を通過するが、保持用ガイドの上下両端部
において各２列の針列が交互に挿入されて、該集
合体Ｆが上方へ引上げられる間に崩壊したり、ち
ぎれたりするのを防止すると同時に高周波電波の
漏洩を防止する。

高周波誘電加熱装置を通過するフイラメント成
形体Ｆは、周波数1MHz〜300GHz、好ましくは
10MHz〜30GHzの高周波が、接着剤液が加熱乾燥
してフイラメント成形体に賦形性を与えるに充分
な電力密度、例えば0.1〜10kwh／cm³、好ましく
は0.5〜5kwh／cm³の電力が投入されて水分等の溶
剤加熱が乾燥除去されてフイラメント相互が結合
される。したがつて、フイラメント成形体Ｆに引
張り上げてもその自重および付着接着剤重量によ
つて途中で切断されることはない。さらに必要に
より通常の乾燥炉を通過させて熱風、赤外線、過
熱蒸気等により80〜200℃、好ましくは100〜160
℃の温度で10〜60分間、好ましくは15〜40分間加
熱して後硬化が行なわれ、さらに切断装置により
所定の寸法に切断される。

クツシヨン材として、さらに良好な反撥弾性を
要する場合には、接着剤を施す前に、ニードリン
グ装置により、フイラメント集合体ブロツクＦに
ニードリングを施す。ニードリング法は、例えば
特開昭54−138669号に開示されている装置および
方法を用いて先端部に少くとも１個のバーブを有
する針を使用して適当な針密度で適宜回数突く。
この針は目的に応じて径および長さが決定される
が、通常径1.8〜3.6mm、長さ50〜2000mmであり、
針１本当り通常４〜12個のバーブを備えている。
具体的には、例えばベルトコンベア上を予備成形
されたフイラメント集合体ブロツクの下面を平
板、例えば多孔板、スリツト板、スリツト状コン
ベヤ等で支持しながら、その対向する面から穴明
き板、例えば多孔板、スリツト板等を介してまた
は介さずに、針取付具を上下動させることにより
フイラメント集合体ブロツクに適宜密度でニード
リングされる。針は１列またはそれ以上の列で所
望の間隔で針取付具に取付けられており、この取
付具はクランクシヤフトの回転により該シヤフト
および取付具に連結しているクランクを作動させ
て行なわれ、この間、フイラメント集合体ブロツ
クはニードリングが適当な間隔となるような速度
で走行される。針密度は、最終的に得られるクツ
シヨン材の使用目的ないし所望の圧縮弾性により
種々変えられ、かつ所望の圧縮弾性が大きいほど
大きく、すなわち針間隔が狭くされるが、通常１
〜100本／100cm²、好ましくは４〜50本／100cm²で
ある。このようにニードリングされたのちは、前
記のように接着剤処理および乾燥処理が行なわれ
る。

また、上記ニードリングの代りに、ローリング
法、ラビング法等によりフイラメントを圧縮して
もよい。ローリング法としては、例えば所定の間
隔で多数の針を立設した取付板をフイラメントの
上下より押圧したのち、この取付板の少なくとも
一方をローリングしながら圧縮することにより行
なわれる。

本発明によるシート用クツシヨン材の予備成形
方法は、以上述べたように、立体カールを有する
フイラメント短繊維の集合体を搬送装置に供給
し、該搬送装置を移動させながら、多数の針状物
を立設してなる回転体を回転させ、前記針状物を
フイラメント短繊維集合体に接触させて所定部分
を掻取ることにより所定の形状に成形することに
より行なわれ、またその装置は、立体カールを有
するフイラメント短繊維集合体の搬送装置と、該
搬送装置上に設けられかつ多数の針状物を立設し
てなる回転体よりなる掻取装置とを設けてなるも
のであるから、ふわふわした綿状であるために剛
体を用いて押圧等の従来の機械的方法によつては
極めて困難であつたフイラメント短繊維集合体の
凹没構造が容易に形成できるだけでなく、所定の
形状を保持した計量ができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により予備成形されるシー
ト用クツシヨン材の概略図、第２図は最終クツシ
ヨン材の概略図、第３図は第２図に示すクツシヨ
ン材を成形するための予備成形体、第４図は二重
撚りをかけられたフイラメントの部分的斜視図、
第５図は三方向立体カールフイラメントの正面
図、第６図は本発明によるシート用クツシヨン材
の予備成形装置の概略断面図、第７図は予備成形
装置の側面図、第８〜１２図は本発明装置におい
て使用される針状物の断面図であり、また第１３
図は針状物の斜視図である。 １０……予備成形装置、１１……フイラメント
短繊維供給装置、１２……搬送装置、１３……掻
取装置、２５……垂直フレーム、２６……回転体
保持具、３３……回転体、３９……カム板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 立体カールを有するフイラメント短繊維の集
   合体を搬送装置上に取付けられた成形用下型に供
   給し、該搬送装置上を移動させながら、カム機構
   により回転軸で上下動し得る多数の針状物を立設
   してなる回転体を回転させ、前記針状物をフイラ
   メント短繊維集合体に接触させて所定部分を掻取
   ることにより所定の形状に成形することを特徴と
   するシート用クツシヨン材の予備成形方法。 ２ 回転体の回転周速度は150〜2000ｍ／分であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 多数の針状物を立設してなる回転体は複数個
   使用されてなる特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の方法。 ４ 立体カールを有するフイラメント短繊維集合
   体の搬送装置と、該搬送装置上に取付けられてな
   る成形用下型と、該搬送装置上に設けられかつ多
   数の針状物を立設してなる回転体よりなる掻取装
   置とよりなり、該回転体はカム機構によりその回
   転軸が該掻取り装置内を上下動しながら回転し得
   ることを特徴とするシート用クツシヨン材の予備
   成形装置。 ５ 針状物は針布、メタリツク、テイカインまた
   はボーキユパインより構成されてなる特許請求範
   囲第４項に記載の装置。 ６ 多数の針状物を立設してなる回転体は複数個
   設けられてなる特許請求の範囲第４項または第５
   項に記載の装置。